[미국] 나노다이아 내장된 멤브레인 개발

지구의 대부분은 물로 덮여 있지만, 인간이 사용할 수 있을만큼 깨끗한 물은 극히 일부에 불과하다. 따라서 물을 재활용하는 것은 더욱 중요해지고 있다.

지금의 정화 기술로는 일부 산업에서 발생하는 매우 뜨거운 폐수를 적절하게 처리할 수 없다. 그러나 『ACS 적용 재료＆인터페이스(ACS Applied Materials＆Interface)』에 보고된 연구에 따르면, 이 문제를 해결하기 위해 아민으로 강화된 나노다이아몬드 입자를 막에 주입하는 실험을 진행한 연구팀이 있다.

석유회수법과 기타 산업공정에서는 뜨거운 폐수를 방생시켜, 기존의 역삼투막을 통해 정화되기 전 에너지 냉각단계를 거친다. 따라서 정화 후 물을 가열해야만 다시 사용할 수 있다. 이렇게 높은 온도의 처리방식인 역삼투막은 천천히 여과되어 더 많은 염분, 고형분 및 다른 오염물질을 통과시킨다.

이에 연구팀은 산소가 없는 작고 밀폐된 용기에, 폭발에 의해 생성된 탄소 구체를 매우 작은 나노다이아몬드 막에 주입했다. 나노다이아몬드 여과막은 대량의 물처리도 빠르고 효과적인 것으로 나타났다.

또 뜨거운 폐수에도 사용될 수 있도록, 나노다이아몬드 여과막을 최적화했다. 연구팀은 나노다이아몬드에 아민을 부착해 에틸 아세테이트 용액에 담가 구체가 뭉치는 것을 방지했다. 그 다음 아민과 반응하는 일반적인 멤브레인베이스에 모노머를 추가했다.

이 과정을 통해, 아민과 에틸 아세테이트의 시너지로 더 두꺼우면서 뜨거운 온도에도 안정적인 여과막을 개발했다. 연구진은 이 여과막으로 높은 온도에서 폐수를 더 효과적으로 처리할 수 있다고 설명했다.

[출처 = Water World(https://www.waterworld.com/wastewater/treatment/press-release/14188959/nanodiamondembedded-membranes-deliver-sparkling-clean-water) / 2020년 12월 14일]